本文關鍵詞：視頻信號的采集與高速存儲系統(tǒng)的研究與設計

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【摘要】：高幀高清晰視頻圖像的發(fā)展對視頻圖像采集的質量和速率都有了很大的需求。而傳統(tǒng)的視頻圖像的采集技術在數據的傳輸速率、可靠性以及傳輸距離等方面已經不能滿足現今的需求。另一方面,由于傳統(tǒng)的機械硬盤數據存儲技術的結構特點決定了其容量、存取速率、可靠性等方面缺陷,也越來越難以滿足當今數據高速實時存儲的需求,并且不適合應用在現代嵌入式系統(tǒng)平臺中。本文將重點介紹基于Camera Link格式的高速視頻圖像的采集以及基于Nand Flash并行存儲系統(tǒng)的研究與設計。Camera Link接口標準是為了解決視頻圖像傳輸的瓶頸而發(fā)展起來的通信接口技術。由于采用了LVDS傳輸、串行通信等技術,使得其在數據傳輸速率、功耗以及傳輸可靠性等方面有著很大的優(yōu)勢。本文在詳細介紹Camera Link接口技術的基礎上實現了高速視頻圖像數據采集系統(tǒng)的設計。該采集系統(tǒng)以FPGA為主控制器,外圍電路采用專用的轉換芯片進行并行TTL/CMOS信號和串行LVDS信號之間的相互轉換。Nand Flash存儲技術是一種基于閃存的存儲技術,具有存取速率高、容量大、抗震等優(yōu)勢,在現在的移動設備等諸多方面都有著廣泛的應用。本文首先介紹了Nand Flash芯片的內部存儲結構特點、接口定義以及各種操作的詳細時序等。在此基礎上,提出了一種基于Nand Flash多級流水存儲結構。這種結構充分利用芯片各個die的并行操作特點,利用有限的芯片和總線資源,進行數據高速存取。完成Nand Flash芯片組設計后,本文以FPGA為主控核心,進行并行存儲系統(tǒng)控制器的設計。在控制器中,主控邏輯根據Nand Flash芯片手冊的控制時序,操作命令等信息,產生讀頁、寫頁以及塊擦除等操作的控制時序,完成對存儲器的各種操作。由于本文中采用的Nand Flash芯片采用MLC工藝,出現位反轉現象的概率較高,為了保證數據存儲的可靠性,還引入校驗機制,即ECC校驗算法。本文詳細介紹了ECC校驗算法原理,并且將ECC校驗算法加入存儲控制器中。文章的結尾,介紹了對于存儲控制器的寫頁、讀頁以及塊擦除等操作的仿真結果。仿真結果表明,控制器能夠準確地產生針對Nand Flash的各種控制時序。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP274;TP333

【參考文獻】

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